JP5414818B2 - 電気自動車用電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は交流電力を直流電力に変換する電力変換装置に係わり、さらに詳しくは、使用するリレーの故障検出を行うことができる電気自動車用の電力変換装置に関する。

電気自動車には、駆動源として電動モータのみを有するものと、駆動源として電動モータとエンジンとを有するもの（ハイブリッド車両）とがある。
いずれのタイプの電気自動車においても、電動モータに電力を供給するために、蓄電デバイスとしてのバッテリを備えており、バッテリの残存容量が低下した場合には外部からバッテリを充電する必要がある。
また、駆動源として電動モータとエンジンを有するハイブリッド車両においては、通常では、エンジンを駆動してバッテリを充電するが、エンジンを駆動させることなく、外部入力電源から電力を供給してバッテリを充電することもある。

ハイブリッド車両を含めて電動モータを有する電気自動車においては、バッテリを外部から充電するときには、蓄電デバイス（すなわち、バッテリ）に対する充電を家庭用の商用電源により行う必要がある。
そのため、電気自動車には商用電源を昇圧して直流電力に変換する電力変換装置が搭載されることになる。従って、電気自動車には、外部の入力電源（すなわち、家庭用商用電源）と搭載された電力変換装置を接続するための充電端子が設けられている。
こうした充電端子をもつ電気自動車では、安全性を確保するために充電ラインに充電用リレー（以下、単に充電リレーと記す）を設けており、充電端子を使用しないときには、充電リレーの開動作によって、バッテリと充電端子間の経路を断つことが行われる。

ところで、充電リレーの接点は、瞬間的に過大電流が流れることによって生じる「焼き付き」などによって溶着する恐れがある。
従来の充電リレー溶着判定方法としては、特開２０１０−１８３７９５号公報（特許文献１）に開示される技術が知られている。
特許文献１には、電気自動車の充電リレー溶着判定装置が示されており、「充電リレーの接点溶着を検出する溶着検出回路部に、充電リレーの駆動コイルと隣接して検出コイルを設け、充電リレーの非作動時のとき駆動コイルにパルス電流を通電させるパルス電流通電部を設け、パルス電流の通電に伴う検出コイルの出力から充電リレーの進退杆が所定位置か否かを判定する位置判定部を設ける。これにより、充電リレーの接点で溶着が生じたか否かの判定を行う。」ことが記載されている。

特開２０１０−１８３７９５号公報

しかしながら、上記した従来のリレー接点溶着検出（すなわち、リレー接点のショート故障検出）には、リレー接点溶着検出用の回路を追加する必要があり、回路規模が大型化してしまう。
このため、上記したような従来のリレー溶着判定装置を用いると、電力変換装置が大型化し、製造コストが高くなる問題があった。

本発明は、このような問題を解消するためになされたものであって、特別なリレー故障検出回路を追加することなく「充電リレーが溶着したか否か」を判定できるだけではなく、「充電リレーやメインリレーのオープン故障、接触不良」も判定できるリレーの故障検出手段を備えた電気自動車用電力変換装置を提供することを目的とする。

この発明に係る電気自動車用電力変換装置は、交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、前記直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、制御部を備えた電気自動車用電力変換装置において、
前記交流電源と前記ＡＣ／ＤＣコンバータとの間に配置されるとともに前記交流電源と前記ＡＣ／ＤＣコンバータの入力とを接離するメインスイッチと、前記メインスイッチの後段に直列接続された突入電流防止抵抗と、前記突入電流防止抵抗と並列に接続された充電スイッチとを備え、
前記制御部は、前記メインスイッチおよび前記充電スイッチが故障しているか否かを判定する故障検出手段を有しているものである。

この発明に係る電気自動車用電力変換装置によれば、特別なリレー故障検出回路を追加することなく、故障現象ごと（例えば、ショート故障、接触不良、オープン故障などの故障現象ごと）に用いたリレーの故障検出を行うことができるとともに、装置の大型化およびコストアップの防止を図ることができる。

この発明の実施の形態１による電気自動車用電力変換装置の構成を示す図である。 実施の形態１による電力変換装置において、突入電流を防止するときの電流経路を示す図である。 実施の形態１による電力変換装置において、昇圧動作を行うときの電流経路を示す図である。 実施の形態１による電力変換装置において、メインリレーの接触不良およびオープン故障を検出するときの平滑コンデンサの電圧と判定結果の関係を表す図である。 実施の形態１による電力変換装置において、メインリレーの接触不良およびオープン故障を検出するときの交流電流検出回路の電流値（入力電流の値）と判定結果との関係を表す図である。 実施の形態１による電力変換装置において、充電リレーのショート故障を検出するときの交流電流検出回路の電流値（入力電流の値）と判定結果との関係を表す図である。 実施の形態１による電力変換装置において、充電リレーの接触不良およびオープン故障を検出するときの交流電流検出回路の電流値（入力電流の値）と判定結果との関係を表す図である。 この発明の実施の形態２による電気自動車用電力変換装置の構成を示す図である。 実施の形態２による電力変換装置において、放電動作時の電流経路を示す図である。 実施の形態２による電力変換装置において、放電動作時にメインリレーがショート故障を起こしている場合の電流経路を示す図である。 実施の形態２による電力変換装置において、放電動作時に充電リレーがショート故障したとき電流経路を示す図である。 実施の形態２による電力変換装置において、充電リレーのショート故障を検出するときの交流電流検出回路の電流値（放電電流の値）と判定結果との関係を表す図である。

以下、図面に基づいて、本発明の一実施の形態例について説明する。
なお、各図間において、同一符号は、同一あるいは相当のものであることを表す。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電気自動車用電力変換装置の概略構成を示す図である。
図１に示すように、交流入力電源としての交流電源１の後段には、システムのメインとなるメインリレー２（メインスイッチとも記す）が接続され、さらに、突入電流防止抵抗４、交流電源１から入力される交流電圧を整流して直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータであるダイオードブリッジ１２、限流回路素子としてのリアクトル１３の順に直列に接続されている。
充電リレー３（充電スイッチとも記す）は、突入電流防止抵抗４と並列に接続されている。また、交流電源１と並列に交流電圧検出回路３１が設けられおり、ダイオードブリッジ１２の前段に交流電源１からの入力電流値を取得する交流電流検出回路３２が設けられている。

リアクトル１３の出力は、短絡用スイッチ１５と整流ダイオード１４との直列接続点に接続されている。なお、整流ダイオード１４のカソードは出力段の平滑コンデンサ１６の正極に接続されているとともに、短絡用スイッチ１５と整流ダイオード１４のアノードとの接続点がリアクトル１３の後段に接続され、短絡用スイッチ１５の他端は平滑コンデンサ１６の負極に接続されている。また、平滑コンデンサ１６に並列に平滑コンデンサ電圧検出回路３３が設けられている。
なお、図１において、交流電圧検出回路３１および平滑コンデンサ電圧検出回路３３の「ＳＶ」は検出される電圧を表しており、交流電流検出回路３２の「ＳＩ」は検出される電流を表している。

制御部５は図示しない故障検出手段を有しており、制御線４０ａ、４０ｂ、４０ｃからの制御信号により、それぞれメインリレー２、充電リレー３、短絡用スイッチ１５をオンまたはオフに制御する。
また、制御部５は、信号線４１ａ、４１ｂ、４１ｃにより、それぞれ交流電圧検出回路３１、交流電流検出回路３２、平滑コンデンサ電圧検出回路３３が検出した電圧値または電流値を取得する。
なお、図１では、短絡用スイッチ１５はダイオードが逆並列接続された半導体スイッチ素子で構成したものを図示しているが、これに限るものではなく、機械式のスイッチなどでも良い。

このように構成された電気自動車用電力変換装置の動作について説明する。
電力変換装置の動作開始時にメインリレー２をオンすると、交流電源１から突入電流が流れる。
このため、動作開始時に充電リレー３をオフし、入力電流経路を「突入電流防止抵抗４を通る経路」に切り替えることにより、図２に示すように、「交流電源１→メインリレー２→突入電流防止抵抗４→ダイオードブリッジ１２→リアクトル１３→平滑コンデンサ１６」という経路で電流を流す。これにより動作開始時における交流電源１からの突入電流を低減できる。
なお、図２において、Ａ１は、図１に示す電力変換装置において突入電流を防止するときの電流経路（すなわち、充電リレー３をオフとしたときの電流経路）である。
また、図２においては、簡略化のために、図１に示した制御部、制御線および信号線は省略している。

次に、平滑コンデンサ１６が充電されて平滑コンデンサ１６の電圧が上がると、交流電源１から電流が流れなくなる。
このとき、制御部５の故障検出手段（図示なし）からの指令により充電リレー３をオンすることによって、図３に示すように、「交流電源１→メインリレー２→充電リレー３→ダイオードブリッジ１２→リアクトル１３→整流ダイオード１４→平滑コンデンサ１６」という経路で充電電流が流れ、昇圧動作を行う。
なお、図３において、Ａ２は、図１に示す電力変換装置において昇圧動作を行うときの電流経路である。

実施の形態１において、メインリレー２のショート故障を検出する際の処理フローについて説明する。
電力変換装置が突入電流防止の動作開始を開始する前に、制御部５の故障検出手段は、制御線４０ａ、４０ｂを介してメインリレー２および充電リレー３をオフする。
このとき、メインリレー２および充電リレー３がオープン状態であるにもかかわらず、突入電流防止抵抗４を通る電流経路ができて交流電流検出回路３２から所定値以上の電流が観測されると、制御部５の故障検出手段は、メインリレー２がショート故障したと判定する。

同様に、メインリレー２および充電リレー３をオフしたとき、平滑コンデンサ１６の電圧が所定の値以上であったときは、制御部５の故障検出手段は、メインリレー２がショート故障したと判定する。

実施の形態１において、メインリレー２の接触不良およびオープン故障を検出する際の処理フローについて説明する。
制御部５の故障検出手段は、制御線４０ａ、４０ｂを介して、メインリレー２をオン、充電リレー３をオフする。
次に、制御部５の故障検出手段は、メインリレー２をオン、充電リレー３をオフしてから所定の時間が経ったときの平滑コンデンサ１６の電圧を確認する。
このとき、平滑コンデンサ１６の電圧値が所定の第１の電圧閾値以下であった場合、制御部５の故障検出手段は、メインリレー２に電流が流れていないと判断し、メインリレー２はオープン故障していると判定する。
また、所定の時間が経ったときの平滑コンデンサ１６の電圧が、第１の電圧閾値より大きな第２の電圧閾値以下であった場合、制御部５の故障検出手段は、メインリレー２は接触不良を起こしていると判定する。
図４は、制御部５の故障検出手段がメインリレー２の接触不良およびオープン故障を判定する際の判定基準となる「平滑コンデンサ１６の電圧と故障判定結果の関係」を示す図である。
なお、図４において、横軸は時間、縦軸は平滑コンデンサの電圧、Ｖth1 は第１の電圧閾値、Ｖth2 は第２の電圧閾値、ｔ0はメインリレー２をオン、充電リレー３をオフする時間、ｔ1はメインリレー２をオン、充電リレー３をオフしてからの所定の時間である。

また、同様に、制御部５の故障検出手段は、メインリレー２をオン、充電リレー３をオフしたときの交流電流検出回路３２の電流値が第１の電流閾値以下であった場合、制御部５は、メインリレー２に電流が流れていないと判断し、メインリレー２はオープン故障していると判定する。
また、同様に、交流電流検出回路３２の電流値が第１の電流閾値より大きな第２の電流閾値以下であった場合、突入電流防止抵抗４の抵抗値以上の抵抗値を有した抵抗体がメインリレー２内にあると判断し、制御部５の故障検出手段は、メインリレー２は接触不良を起こしていると判定する。
図５は、制御部５の故障検出手段がメインリレー２の接触不良およびオープン故障を判定する際の判定基準となる交流電流検出回路３２の交流電流値（入力電流）と判定結果との関係を示す図である。
なお、図５において、ｔ0はメインリレー２をオン、充電リレー３をオフする時間、Ｉth1は第１の電流閾値、Ｉth2は第２の電流閾値である。

次に、実施の形態１において、充電リレー３のショート故障を検出する際の処理フローについて説明する。
制御部５の故障検出手段は、動作開始前に、突入電流を防止するため、メインリレー２をオン、充電リレー３をオフする。
このとき、交流電流検出回路３２の電流値が第３の電流閾値を越えたとき、制御部５の故障検出手段は、充電リレー３がショート故障を起こしていると判定する。
図６は、制御部５の故障検出手段が充電リレー３のショート故障を判定する際の判定基準となる交流電流検出回路３２の交流電流値（入力電流）と判定結果との関係を示す図である。なお、図６において、Ｉth3は第３の電流閾値である。

次に、実施の形態１において、充電リレー３の接触不良およびオープン故障を検出する際の処理フローについて説明する。
制御部５の故障検出手段は、昇圧動作を開始するために、メインリレー２をオン、充電リレー３をオンする。このとき、交流電流検出回路３２の電流値が、制御部５の制御目標値（すなわち、制御部５が制御しようとする目標の交流電流値）に対して、第４の電流閾値（後述する図７のＩth4 ）以下であったとき、制御部５の故障検出手段は、充電リレー３はオープン故障を起こしていると判定する。
また、交流電流検出回路３２の電流値が、第４の電流閾値より大きな第５の電流閾値以下であったとき、接触不良を起こしていると判定する。
図７は、制御部５の故障検出手段が充電リレー３の接触不良およびオープン故障を判定する際の判定基準となる交流電流検出回路３２の電流値（入力電流）と判定結果との関係を示す図である。
なお、図７において、縦軸は充電リレー３に流れる電流の実効値（Ｉrms）であり、Ｉth4 は第４の電流閾値、Ｉth5 は第５の電流閾値である。

以上説明したように、実施の形態１による電気自動車用電力変換装置は、交流電源１から入力される交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ（ダイオードブリッジ１２）と、直流電圧を平滑する平滑コンデンサ１６と、制御部５を備えた電気自動車用電力変換装置において、
交流電源１とＡＣ／ＤＣコンバータ（ダイオードブリッジ１２）との間に配置されるとともに交流電源１と前記ＡＣ／ＤＣコンバータ（ダイオードブリッジ１２）の入力とを接離するメインスイッチ（メインリレー２）と、メインスイッチ（メインリレー２）の後段に直列接続された突入電流防止抵抗４と、突入電流防止抵抗４と並列に接続された充電スイッチ（充電リレー３）とを備え、制御部５は、メインスイッチ（メインリレー２）および充電スイッチ（充電リレー３）が故障しているか否かを判定する故障検出手段を有している。
従って、本実施の形態によれば、特別な検出回路を追加することなく、メインスイッチ（メインリレー２）および充電スイッチ（充電リレー３）の故障検出を行うことができるとともに、装置の大型化およびコストアップの防止が図れる。

また、実施の形態１による電気自動車用電力変換装置は、交流電源１から入力される電流値を検出する交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）を備え、制御部５の故障検出手段は、制御部５がメインスイッチ（メインリレー２）をオフ、充電スイッチ（充電リレー３）をオフとした場合に交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）の電流値が所定値を上回ったときは、メインスイッチ（メインリレー２）がショート故障したと判定する。

また、実施の形態１による電気自動車用電力変換装置は、平滑コンデンサ１６の電圧値を検出する平滑コンデンサ電圧検出手段（平滑コンデンサ電圧検出回路３３）を備え、制御部５の故障検出手段は、制御部５がメインスイッチ（メインリレー２）をオフ、充電スイッチ（充電リレー３）をオフとした場合に平滑コンデンサ電圧検出手段（平滑コンデンサ電圧検出回路３３）の電圧値が所定の値を上回ったときは、メインスイッチ（メインリレー２）がショート故障したと判定する。

また、実施の形態１による電気自動車用電力変換装置は、制御部５がメインスイッチ（メインリレー２）をオン、充電スイッチ（充電リレー３）をオフとした場合に、制御部５の故障検出手段は、所定の時間における平滑コンデンサ電圧検出手段（平滑コンデンサ電圧検出回路３３）の電圧値が第１の所定値Ｖth1を越えないときは、メインスイッチ（メインリレー２）がオープン故障していると判定し、所定の時間における平滑コンデンサ電圧検出手段（平滑コンデンサ電圧検出回路３３）の電圧値が第１の所定値Ｖth1より大きな第２の所定値Ｖth2を越えないときは、メインスイッチ（メインリレー２）が接触不良を起こしていると判定する。

また、実施の形態１による電気自動車用電力変換装置は、制御部５がメインスイッチ（メインリレー２）をオン、充電スイッチ（充電リレー３）をオフとした場合に、制御部５の故障検出手段は、交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）の電流値が第１の所定値Ｉth1を越えないときは、メインスイッチ（メインリレー２）がオープン故障していると判定し、交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）の電流値が第１の所定値Ｉth1より大きな第２の所定値Ｉth2を越えないときは、メインスイッチ（メインリレー２）が接触不良を起こしていると判定する。

また、実施の形態１による電気自動車用電力変換装置は、制御部５がメインスイッチ（メインリレー２）をオン、充電スイッチ（充電リレー３）をオフとした場合に、制御部５の故障検出手段は、交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）の電流値が第３の所定値Ｉth3を上回ったときは、充電スイッチ（充電リレー３）がショート故障したと判定する。

また、実施の形態１による電気自動車用電力変換装置は、制御部５がメインスイッチ（メインリレー２）をオン、充電スイッチ（充電リレー３）をオンした場合に、制御部５の故障検出手段は、交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）の電流値が制御部５の目標値より下の第４の所定値Ｉth4を越えないときは、充電スイッチ（充電リレー３）がオープン故障していると判定し、交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）の電流値が第４の所定値Ｉth4より大きな第２の所定値Ｉth5を越えないときは、充電スイッチ（充電リレー３）が接触不良を起こしていると判定する。

実施の形態２．
図８は、この発明の実施の形態２による電気自動車用電力変換装置の概略構成を示す図である。
実施の形態２による電気自動車用電力変換装置は、前述した実施の形態１の電気自動車用電力変換装置に、平滑コンデンサ１６に溜まった電荷を放電する放電経路が加わったものである。
すなわち、前述した実施の形態１による電力変装置の構成（図１）において、さらに平滑コンデンサ１６の正極側と突入電流防止抵抗４の前段との間に、動作終了時に平滑コンデンサ１６の電荷を放電するための放電リレー６を挿入して接続したものである。
なお、図８において、４０ｄは制御部５の故障検出手段（図示なし）から放電リレー６をオン、オフ制御するための制御信号を送信する制御線である。

実施の形態２による電気自動車用電力変換装置は、前述した実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、制御部５の故障検出手段（図示なし）は、メインリレー２をオフ、充電リレー３をオフ、放電リレー６をオンすることで、平滑コンデンサ１６に溜まった電荷を放電できる。図９に放電時の電流経路を示す。
なお、図９において、Ａ３は、平滑コンデンサ１６に溜まった電荷を放電するときの電流経路である。

実施の形態２において、メインリレー２のショート故障を検出する際の処理フローについて説明する。
制御部５の故障検出手段は、メインリレー２をオフ、充電リレー３をオフ、放電リレー６をオンし、放電動作を行ってから所定の時間が経っても平滑コンデンサ１６の電圧が所定の閾値より下回らない場合、制御部５は、メインリレー２がショート故障を起こしていると判定する。
これは、メインリレー２がショート故障を起こしていると、交流電源１からの整流された電圧が平滑コンデンサ１６に印加されるためである。放電動作時にメインリレー２がショート故障を起こしている場合の電流経路を図１０に示す。
なお、図１０において、Ａ４は、放電動作時にメインリレー２がショート故障を起こしている場合の電流経路である。

実施の形態２において、充電リレー３のショート故障を検出する際の処理フローについて説明する。
制御部５の故障検出手段は、メインリレー２をオフ、充電リレー３をオフ、放電リレー６をオンし、放電動作を行う。
このとき、放電開始時の交流電流検出回路３２の電流値が所定の閾値を越えたとき、制御部５は、充電リレー３がショート故障を起こしていると判定する。
これは、充電リレー３がショート故障を起こしていると、放電動作時に平滑コンデンサ１６の放電経路は突入防止抵抗４ではなく、充電リレー３を通るため、交流電流検出回路３２の電流値は過大なものとなる。このときの放電経路を図１１に示す。
なお、図１１において、Ａ５は、充電リレー３がショート故障を起こしている場合の電流経路である。

また、図１２は、制御部５が充電リレー３のショート故障を検出する際の判定基準となる交流電流検出回路３２の電流値と判定結果との関係を示す図である。
図１２に示すように、制御部５がメインリレー２をオフ、充電リレー３をオフ、放電リレー６をオンした場合に、制御部５の故障検出手段は、交流電流検出回路３２の電流値が所定の値Ｉth6を上回ったときは、充電リレー３がショート故障していると判定する。

また、制御部５が前記メインリレー２をオフ、充電リレー３をオフ、放電リレー６をオンした場合に、制御部５の故障検出手段は、平滑コンデンサ電圧検出回路３３の電圧値が所定値を下回らない場合は、メインリレー２がショート故障していると判定する。
また、交流電源１とメインリレー２の間に交流電流検出回路３２を備え、制御部５がメインリレー２をオフ、充電リレー３をオフ、放電リレー６をオンした場合に、制御部５の故障検出手段は、交流電流検出回路３２の電流値が所定値を上回ったときは、メインリレー２がショート故障していると判定する。

以上説明したように、実施の形態２による電気自動車用電力変換装置は、前述した実施の形態１による電気自動車用電力変換装置の構成において、さらに、一端が平滑コンデンサに接続されるとともに、他端が突入電流防止抵抗４の前段に接続される放電スイッチ（放電リレー６）を備える。
また、実施の形態２による電気自動車用電力変換装置は、制御部５がメインスイッチ（メインリレー２）をオフ、充電スイッチ（充電リレー３）をオフ、放電スイッチ（放電リレー６）をオンした場合に、制御部５の故障検出手段は、平滑コンデンサ電圧検出回路３３の電圧値が所定値を下回らない場合は、メインスイッチ（メインリレー２）がショート故障していると判定する。

また、実施の形態２による電気自動車用電力変換装置は、制御部５がメインスイッチ（メインリレー２）をオフ、充電スイッチ（充電リレー３）をオフ、放電スイッチ（放電リレー６）をオンした場合に、制御部５の故障検出手段は、交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）の電流値が所定の値Ｉth6を上回ったときは、充電スイッチ（充電リレー３）がショート故障していると判定する。
また、実施の形態２による電気自動車用電力変換装置は、交流電源１とメインスイッチ（メインリレー２）の間に交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）を備え、制御部５がメインスイッチ（メインリレー２）をオフ、充電スイッチ（充電リレー３）をオフ、放電スイッチ（放電リレー６）をオンした場合に、制御部５の故障検出手段は、交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）の電流値が所定値を上回ったときは、メインスイッチ（メインリレー２）がショート故障していると判定する。

なお、実施の形態２では、交流電流検出回路３２はメインリレー２の後段に設けられているが、これに限るものではなく、交流電流検出回路３２はメインリレー２の前段に設けても良い。
この場合、制御部５はメインリレー２をオフ、充電リレー３をオフ、放電リレー６をオンして放電動作を行い、メインリレー２より前段に設けられた交流電流検出回路３２の電流値が所定の閾値を越えたとき、制御部５はメインリレー２がショート故障していると判定する処理フローが可能となる。

上記した各実施の形態では、メインスイッチ、放電スイッチ、充電スイッチにリレーを用いた場合について説明しているが、これに限るものではなく、例えば、これらのスイッチはＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴIなどのスイッチング素子でも良い。
なお、上記した実施の形態の電気自動車用電力変換装置は、昇圧回路について説明しているが、これに限るものではなく、例えば、降圧回路でもよい。

本発明は、故障を検出するための特別な検出回路を設けることなく、メインリレー、充電リレーなどの故障検出を行える「電気自動車に好適な電力変換装置」の実現に有用である。

１ 交流電源 ２ メインリレー（メインスイッチ）
３ 充電リレー（充電スイッチ） ４ 突入電流防止抵抗
５ 制御部 ６ 放電リレー（放電スイッチ）
１２ ダイオードブリッジ（ＡＣ／ＤＣコンバータ）
１３ リアクトル １４ 整流ダイオード
１５ 短絡用スイッチ １６ 平滑コンデンサ
３１ 交流電圧検出回路 ３２ 交流電流検出回路
３３ 平滑コンデンサ電圧検出回路
４０a〜４０ｄ 制御線 ４１a〜４１ｃ 信号線

Claims (9)

1. 交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、前記直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、制御部を備えた電気自動車用電力変換装置において、
   前記交流電源と前記ＡＣ／ＤＣコンバータとの間に配置されるとともに前記交流電源と前記ＡＣ／ＤＣコンバータの入力とを接離するメインスイッチと、前記メインスイッチの後段に直列接続された突入電流防止抵抗と、前記突入電流防止抵抗と並列に接続された充電スイッチと、前記平滑コンデンサの電圧値を検出する平滑コンデンサ電圧検出手段とを備え、
   前記制御部は、前記メインスイッチおよび前記充電スイッチが故障しているか否かを判定する故障検出手段を有し、
   前記故障検出手段は、前記制御部が前記メインスイッチをオフ、前記充電スイッチをオフとした場合に前記平滑コンデンサ電圧検出手段の電圧値が所定の値を上回ったときは、前記メインスイッチがショート故障したと判定することを特徴とする電気自動車用電力変換装置。
2. 前記制御部の前記故障検出手段は、前記制御部が前記メインスイッチをオン、前記充電スイッチをオフとした場合に、所定の時間における前記平滑コンデンサ電圧検出手段の電圧値が第１の所定値を越えないときは、前記メインスイッチがオープン故障していると判定し、前記所定の時間における前記平滑コンデンサ電圧検出手段の電圧値が前記第１の所定値より大きな第２の所定値を越えないときは、前記メインスイッチが接触不良を起こしていると判定することを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用電力変換装置。
3. 交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、前記直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、制御部を備えた電気自動車用電力変換装置において、
   前記交流電源と前記ＡＣ／ＤＣコンバータとの間に配置されるとともに前記交流電源と前記ＡＣ／ＤＣコンバータの入力とを接離するメインスイッチと、前記メインスイッチの後段に直列接続された突入電流防止抵抗と、前記突入電流防止抵抗と並列に接続された充電スイッチと、前記交流電源から入力される電流値を検出する交流電流検出手段とを備え、
   前記制御部は、前記メインスイッチおよび前記充電スイッチが故障しているか否かを判定する故障検出手段を有し、
   前記故障検出手段は、前記制御部が前記メインスイッチをオフ、前記充電スイッチをオフとした場合に前記交流電流検出手段の電流値が所定値を上回ったときは、前記メインスイッチがショート故障したと判定することを特徴とする電気自動車用電力変換装置。
4. 前記制御部の前記故障検出手段は、前記制御部が前記メインスイッチをオン、前記充電スイッチをオフとした場合に、前記交流電流検出手段の電流値が第１の所定値を越えないときは、前記メインスイッチがオープン故障していると判定し、
   前記交流電流検出手段の電流値が前記第１の所定値より大きな第２の所定値を越えないときは、前記メインスイッチが接触不良を起こしていると判定することを特徴とする請求項３に記載の電気自動車用電力変換装置。
5. 前記制御部の前記故障検出手段は、前記制御部が前記メインスイッチをオン、前記充電スイッチをオフとした場合に、前記交流電流検出手段の電流値が第３の所定値を上回ったときは、前記充電スイッチがショート故障したと判定することを特徴とする請求項３に記載の電気自動車用電力変換装置。
6. 前記制御部の前記故障検出手段は、前記制御部が前記メインスイッチをオン、前記充電スイッチをオンした場合に、前記交流電流検出手段の電流値が第４の所定値を越えないときは、前記充電スイッチがオープン故障していると判定し、前記交流電流検出手段の電流値が前記第４の所定値より大きな第５の所定値を越えないときは、前記充電スイッチが接触不良を起こしていると判定することを特徴とする請求項３に記載の電気自動車用電力変換装置。
7. 一端が前記平滑コンデンサに接続されるとともに、他端が前記突入電流防止抵抗の前段に接続される放電スイッチを備え、
   前記制御部の前記故障検出手段は、前記制御部が前記メインスイッチをオフ、前記充電スイッチをオフ、前記放電スイッチをオンした場合に、前記平滑コンデンサ電圧検出手段の電圧値が所定値を下回らない場合は、前記メインスイッチがショート故障していると判定することを特徴とすることを特徴とする請求項１または２に記載の電気自動車用電力変換装置。
8. 一端が前記平滑コンデンサに接続されるとともに、他端が前記突入電流防止抵抗の前段に接続される放電スイッチを備え、
   前記制御部の前記故障検出手段は、前記制御部が前記メインスイッチをオフ、前記充電スイッチをオフ、前記放電スイッチをオンした場合に、前記交流電流検出手段の電流値が所定の値を上回ったときは、前記充電スイッチがショート故障していると判定することを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の電気自動車用電力変換装置。
9. 前記交流電源と前記メインスイッチとの間に前記交流電流検出手段を設け、
   前記制御部の前記故障検出手段は、前記制御部が前記メインスイッチをオフ、前記充電スイッチをオフ、前記放電スイッチをオンした場合に、前記交流電流検出手段の電流値が所定値を上回ったときは、前記メインスイッチがショート故障していると判定することを特徴とする請求項８に記載の電気自動車用電力変換装置。

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